改性凹凸棒土作为隔热单元的新型水性隔热外墙涂料的制备

来源 :中国地质大学(武汉) | 被引量 : 0次 | 上传用户:aa283488665
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随着全世界工业化水平的迅猛发展,全球自然资源和能源将会进一步的加剧消耗和殆尽。自然资源和能源是人类赖以生存和社会经济发展的原动力,所以如何建立和维持可持续发展的社会将是21世纪人类重要的课题之一。   建筑能耗占全社会总能耗的30-40%,所以降低建筑能耗可以有效的降低社会总能耗。降低建筑能耗最有效和快捷的方法是使用建筑外墙反射隔热保温涂料,这类涂料可以从根本上直接反射和阻隔太阳辐射带来的大量能量并阻止和减缓建筑外部环境与内部空间的热传递过程,从而大大的降低建筑空气温度调节系统的安装和使用率。   建筑外墙反射隔热保温涂料种类有很多,其中阻隔型建筑外墙隔热保温涂料是从阻隔热传导的环节上达到隔热保温的功效的。而阻隔型隔热保温涂料中,硅酸盐矿物材料是最常使用的隔热保温材料功能骨料,原因是因为很多硅酸盐矿物材料具有导热系数低,抗酸碱,机械性能高,绿色环保价格低廉等优点。   凹凸棒土(Attapulgite)是一种天然硅酸盐矿物材料,其基本晶体结构单元为棒状或纤维状单晶体,单晶平行聚集而成棒晶束,由晶束相互聚集堆砌而形成的各种聚集体晶体结构内部充满孔道。所以理论上,凹凸棒土可以被制作成阻隔空气流动的硅酸盐隔热保温功能单元。   本实验通过对凹凸棒土各种适当的改性,将其制作成高效的,廉价的,环保的硅酸盐隔热保温外墙涂料的隔热保温功能单元,并用自制的涂料隔热保温性能测试装置进行检测。检测结果表明,凹凸棒土的提纯处理可以有效的降低凹凸棒土原矿物中的杂质含量,使得涂料更容易和涂料基料相结合;当凹凸棒土经过煅烧活化以后可以提高凹凸棒土保温隔热单元的隔热保温性能,且煅烧活化的最佳温度为300℃左右;酸处理可以有效的排除凹凸棒土中碳酸盐的含量,从而提高凹凸棒土的吸附性和隔热性,但是如果酸的浓度过高会使凹凸棒土晶体结构塌陷从而降低了凹凸棒土的隔热保温效果;改变凹凸棒土隔热单元的粒径可知,凹凸棒土的粒径大小和其隔热保温效果有密切关系,当粒径在13.99μm左右时,凹凸棒土的隔热保温功能可以达到比较理想的效果;偶联剂处理是凹凸棒士作为外墙隔热保温涂料功能单元最为关键的处理环节,偶联剂处理可以提高凹凸棒土隔热单元隔热效果3℃左右;凹凸棒土的最佳颜填料体积浓度PVC研究结果表明,凹凸棒土作为隔热保温单元材料时,其最为合适的PVC为20-30%;凹凸棒土隔热保温涂料的涂层厚度为3.2-3.7mm时的性价比是最高的,如果厚度过高,不宜涂装且容易脱落。实验最后尝试制作了复合型硅酸盐外墙隔热保温涂料,结果表明凹凸棒土可以大大降低膨胀珍珠岩作为保温隔热单元的使用率,在确保硅酸盐隔热保温涂料隔热保温效果基本不变的同时,大大降低了硅酸盐隔热保温涂料的制造成本。
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